Cytrulina w formie suplementu, w zaskakującym tempie uzyskała dużą popularność w sportach sylwetkowych. Jest to substancja, która głównie kojarzy się z „pompą mięśniową”. W rzeczywistości, nie jest to suplement gwarantujący jedynie dodatkowy aspekt wizualny podczas treningu. Jej stosowanie niesie ze sobą mechanizmy pozwalające mówić o niej jako o substancji poprawiającej zdolności wysiłkowe.
MECHANIZM DZIAŁANIA
Cytrulina jest suplementem o charakterystyce podobnej do niegdyś popularnej argininy, aminokwasu często obecnego w suplementach przed-treningowych. Ma to swoje uzasadnienie, jako że arginina w organizmie konwertuje bezpośrednio do tlenku azotu. Na niekorzyść argininy działa niestety fakt jej niskie biodostępności, a więc jej doustne stosowanie wręcz mija się z celem.
I w tym miejscu pojawia się właśnie cytrulina – suplement o świetnej biodostępności, którego spożycie skutkuje wzrostem stężenia poziomu argininy we krwi, a co za tym idzie zwiększenia pojemności produkcyjnej tlenku azotu. W cudzysłowie można więc rzec, że cytrulina jest po prostu lepszą argininą, gdy weźmiemy pod uwagę kwestie suplementacyjne. Sama arginina nie jest skuteczna w zwiększeniu jej stężenia we krwi, zaś cytrulina owszem.
Cytrulina przynależy do aminokwasów endogennych, a więc takich które syntezowane są w organizmie. Odgrywa ważną rolę w cyklu ornitynowym, inaczej zwanym mocznikowym. Jest to proces, w którym dwutlenek węgla i amoniak przyłączane są do ornityny, tworząc l-cytrulinę, która następnie ulega przekształceniu do argininy. Cykl mocznikowy odpowiada za eliminację amoniaku w postaci mocznika [1]. Zwiększone stężenie amoniaku i monofosforanu inozyny w mięśniach to jeden z elementów narastającego zmęczenia podczas ćwiczeń fizycznych, stąd jego eliminacja to jeden z mechanizmów pozytywnego działania l-cytruliny. Co więcej, wydaje się że to nie tylko detoksyfikacja amoniaku sprzyja zdolnościom wysiłkowym ale również działanie cytruliny w kontekście zwiększenia tlenowego wykorzystania pirogronianu.
W przeciwieństwie do l-argininy, l-cytrulina nie jest katabolizowana w jelitach przez arginazę, a aktywność arginianobursztynianu (enzymu katabolicznego l-cytruliny) jest niska w erytrocytach [2,3]. Dodatkowo, doustna suplementacja l-cytruliny nie wiąże się z negatywnym wpływem klirensu wątrobowego na jej stężenie w krwioobiegu. Jest ona transportowana do nerek, gdzie bezpośrednio przekształca się w l-argininę.
Jeden z mechanizmów działania cytruliny jest podobny do tego, który niesie ze sobą spożycie odpowiedniej ilości azotanów. Oba zabiegi bowiem skutkują zwiększeniem stężenia tlenku azotu jednak zachodzi to za pośrednictwem innych dróg. O ile azotany ulegają redukcji poprzez wyspecjalizowane bakterie, tak zwiększenie tlenku azotu za sprawą cytruliny zachodzi na szlaku L-Arginina – tlenek azotu, co skutkuje rozluźnieniem mięśni gładkich, prowadząc do rozszerzenia naczyń krwionośnych [4]. Te właściwości zaś sprzyjają dostarczaniu krwi i co za tym idzie tlenu, do pracujących podczas wysiłku mięśni [5].
Eliminacja amoniaku oraz synteza tlenku azotu to nie jedyne mechanizmy działania cytruliny, które proponuje się w kontekście wsparcia zdolności wysiłkowych. Jako że zwykle suplementuje się cytrulinę w formie jabłczanu cytruliny, należy wspomnieć o ich potencjalnym działaniu synergistycznym. Jabłczan działa jako pośrednik w cyklu kwasu trikarboksylowego, który odgrywa znaczącą rolę w szybkości wytwarzania ATP [6]. W kontroli tempa tlenowego wytwarzania ATP istotną rolę odgrywa szczawiooctan, do którego ulega przekształceniu po jego ówczesnym odwodornieniu. Co więcej, sugeruje się, że jabłczan odgrywa rolę pomocniczą w reakcjach pośrednich związków w cyklu kwasu trikarboksylowego [7]. Wydaje się więc, że jest to jeden z co najmniej kilku potencjalnych mechanizmów działania cytruliny. Należy jednak mieć na uwadzę, że akurat w tym wypadku jest to jedynie modelowa hipoteza.
Istnieje jeszcze jeden potencjalny mechanizm działania jabłczanu cytruliny. Część opracowań naukowych, niestety na modelu zwierzęcym, sugeruje wpływ na wzrost ekspresji genów i podwyższenie poziomu PGC-1a w tkance mięśniowej. Tez zmiany zdają się podnosić poziom asparaginianu i glutaminianu oraz zwiększyć ekspresję genów dla glikolizy [8]. W efekcie może nastąpić wzrost transferu elektronów do przemian energetycznych w mitochondriach. Mówiąc prościej, przemiany energetyczne stają się bardziej wydajne. Należy jednak zwrócić uwagę, że nie istnieją prace naukowe na ludziach, które sprawdzałyby ten hipotetyczny mechanizm.
CYTRULINA – Wsparcie produkcji tlenku azotu i pompy mięśniowej
MECHANIZM POŚREDNI
Pośrednie działanie cytruliny na wydajność treningową jest wypadkową mechanizmu wasolidacji, czyli rozszerzenia naczyń krwionośnych. Poza samym „pompowaniem” większej ilości krwi i tlenu wiąże się to również z nasileniem utylizacji metabolitów, będących wypadkową przemian energetycznych. Metabolity te wiążą się bezpośrednio z narastaniem zmęczenia obwodowego w trakcie powtarzanych skurczów mięśniowych (stres metaboliczny). Działanie to warunkuje między innymi mniejsze uszkodzenia mechaniczne tkanki mięśniowej, co widoczne jest choćby w mniejszej odpowiedzi w po-treningowym wzroście kinazy kreatynowej. Niektóre produkty uboczne przemian metabolicznych mogą potęgować mikrouszkodzenia za sprawą różnych reakcji chemicznych. Gdy na skutek napięcia mechanicznego dochodzi do mikropęknięć sarkomerów, przenikające w głąb metabolity mogą dodatkowo intensyfikować powstałe uszkodzenia. Przy szybszym ich odpływie, efekt ten ulega redukcji.
Mechanizm ten również warunkuje mniejszą opóźnioną obolałość mięśniową po jednostce treningowej. Jest to również pośredni mechanizm poprawiający nasze zdolności wysiłkowe. Występowanie mikrouszkodzeń oraz odczucia obolałości wiąże się z aferentnym sygnałem do układu nerwowego. Powstała obolałość wiąże się z redukcją zdolności funkcjonalnych tkanki mięśniowej. Dochodzi do spadku parametrów siły i mocy mięśniowej jak również szybkości i ekonomii podejmowanych działań ruchowych. Świetnie obrazuje to praca naukowa [9], w której indukowano obolałość mięśniową poprzez wysoko-objętościowy trening siłowy. Współistniejąca obolałość mięśniowa wiązała się z dysfunkcją nerwową ocenianą testem VPT oraz istotnym spadkiem czułości priprioceptywnej. Zmiany te przypominały swoją specyfiką spadek funkcji somatosensorycznej widywanej u osób po rekonstrukcjach więzadła krzyżowego.
CYTRULINA + ARGININA = IDEALNE POŁĄCZENIE?
Warte wspomnienia są również dowody sugerujące, że L-cytrulina posiada zdolność hamowania aktywności arginazy, działając jako silny inhibitor allosteryczny, odgrywający rolę w zwiększaniu biodostępności L-argininy [10]. Ale co to właściwie znaczy i jakie daje praktyczne wskazania? Wspomniane zostało, że suplementacja samej l-argininy jest co najwyżej bezsensowna ze względu na niską biodostępność przy oralnym spożyciu. Po prostu zbyt dużo argininy ulega rozkładowi zanim trafi bezpośrednio do krwioobiegu. Okazuje się jednak, że sama l-cytrulina nie tylko skutecznie zwiększa poziomy argininy w krwioobiegu ale również nasila biodostępność samej l-argininy. Oznacza to, że jednoczesne spożycie obu substancji może wykazać dodatkową synergię. Co więcej istnieją również prace naukowe sprawdzające skuteczność tegoż połączenia.
W pracy naukowej z 2014 roku, na modelu zwierzęcym, wykazano że połączone l-cytruliny i l-argininy, cechowało się większym wpływem na poziomy tlenku azotu oraz co za tym idzie, idzie większym rozszerzeniem naczyń krwionośnych i lepszym przepływem krwi.
O wiele bardziej praktyczne wnioski niesie ze sobą praca naukowa z roku 2017 autorstwa Suzuki i współpracowników [12]. Badanie miało na celu sprawdzenie wpływu połączenia cytruliny i argininy na poziomy l-argininy w osoczu. Zastosowano w tym celu aż 4 warunki eksperymentalne – spożycie 2 g l-cytruliny, spożycie 2 g l-argininy, połączenie 1 g l-cytruliny z 1 g l-argininy oraz warunki placebo.
Połączenie l-cytruliny z l-argininą cechowało się większym wzrostem l-argininy we krwi, aniżeli pojedyncze przyjęcie każdej z substancji. Nawet 2 g samej l-cytruliny cechowały się o blisko połowę mniejszym efektem. Daje to więc pewną przesłankę, że łączenie obu substancji może gwarantować dodatkowe benefity ze względu na synergię działania.
Należy jednak mieć na uwadze, że dawki stosowane w badaniu obejmują stanowczo mniejszą ilość od zalecanej porcji. W przypadku jabłczanu cytruliny, sugeruje się spożycie około 10 do 12 g produktu, a więc istnieje prawdopodobieństwo, że w przypadku takich dawek, różnice w przyroście poziomu l-argininy we krwi uległy by zatarciu.
AAKG – synergizm dzialania z cyturliną
BADANIA NAUKOWE, A CYTRULINA
Zakres prac naukowych sprawdzających wpływ cytruliny na wysiłki o charakterze oporowym jest niezwykle szeroki, co uwidacznia ilość dostępnych przeglądów systematycznych i meta-analiz. Co więcej, znaczna część opracowań pochodzi z roku 2019 – 2021 co oznacza, że wiedza na temat stosowania cytruliny i jej potencjału w kontekście zdolności wysiłkowych jest niezwykle „świeża”.
Pierwszym, wartym bliższego przyjrzenia się, jest przegląd systematyczny z meta-analizą autorstwa Erica Trexlera [11], osoby znanej w świecie naukowego podejścia do treningu siłowego. Pracę cechuje więc racjonalna i rygorystyczna metodologia doboru analizowanych prac. Kryteria włączenia poszczególnych badań do analizy obejmowały konieczność uwzględnienia grup placebo. W innym wypadku praca nie została uwzględniona. Dodatkowo, prace musiały dotyczyć wpływu suplementacji na parametry siły i mocy mięśniowej w odniesieniu do powtórzeń w treningu oporowym w ćwiczeniach wielostawowych lub w wysiłkach o wysokiej intensywności takich jak sprint, jednakże musiał on trwać maksymalnie do 30 sekund. Nie uwzględniono prac sprawdzających wpływ cytruliny na ćwiczenia izolowane lub pojedyncze akcenty mocy mięśniowej jak wyskok pionowy. Dodatkowo, zrezygnowano z analizy prac, w których dawka cytruliny była mniejsza niż 3g lub została przyjęta mniej niż 30 minut przed docelowym wysiłkiem. Ostatecznie w meta-analizie znalazło się 13 eksperymentów spełniających powyższe kryteria.
Wyniki powyższej meta-analizy wskazały, że suplementacja cytruliną dostarcza znaczących korzyści w zakresie parametrów siły i mocy mięśniowej w porównaniu z warunkami placebo. Wielkość efektu definiowana jest jako niewielka, ale jak wskazują autorzy, może przynosić korzyści sportowcom, u których sukces w zawodach jest determinowany niewielkim marginesem.
Dodatkowo, mimo iż efekt szacowany jest jako niewielki to jest on porównywalny z innymi substancjami ergogenicznymi. Przykładowo, kreatyna w badaniach naukowych wiązała się z umiarkowanym wpływem na parametry siłowe górnej części ciała oraz niewielki efekt w kontekście dolnych partii.
Co więcej, trzeba mieć na uwadze, że różnice w zastosowanych testach w poszczególnych badaniach, wielkość grup badawczych i ogólna charakterystyka metodologii wpływa na uśrednioną wielkość efektu. Suplementacja cytruliną i jej skuteczność może być zależna od szerszego kontekstu i rodzaju rodzaju trenowanych grup mięśniowych i zastosowanych ćwiczeń. Często zadawanym pytaniem w kwestiach suplementacji jest również wpływ płci na skuteczność stosowanej substancji. Jabłczan cytruliny wiązał się z efektem ergogenicznym zarówno u zawodowych atletek [12] i wytrenowanych siłowo kobiet [13]. Podobne rezultaty widniały w pracach badających jedynie mężczyzn [14,15].
MONOHYDRAT KREATYNY – podstawowy suplement w treningu siłowym oraz wsparcie regeneracji
KOLEJNE DOWODY NAUKOWE
Inna z kolei meta-analiza z 2020 roku autorstwa Rhima [16] badała wpływ cytruliny na parametry takie jak subiektywne odczucie ciężkości wysiłku (RPE), obolałość mięśniową oraz poziom mleczu. Praca ta dostarcza więc informacji co do pewnego rodzaju pośredniego, aczkolwiek równie obiecującego wpływu suplementacji cytruliny.
Analiza danych obejmowała jedynie prace będące randomizowanymi próbami kontrolnymi z warunkami palcebo. Dodatkowo, eksperymenty musiały dotyczyć jedynie suplementacji l-cytruliny bądź jabłczanu cytruliny, przyjętego w okresie nie dłuższym niż na 2h przed docelowym wysiłkiem. Ostatecznie w analizie znalazło się 13 eksperymentów naukowych z sumaryczną ilością 206 badanych, trenujących rekreacyjnie bądź wytrenowanych siłowo. Stosowane dawki cytruliny mieściły się w przedziale 6-12g dla jabłczanu cytruliny oraz 3-6g dla l-cytruliny.
Meta-analiza 7 badań sprawdzających potreningowe, subiektywne odczucie wysiłku wskazała na istotny spadek RPE na skutek suplementacji cytruliną. Badania charakteryzowały się dużym zróżnicowanie, a jedno z nich zostało określone jako „wysoce wpływowe”, jednak mimo po ponownym wyłączeniu go z analizy, suplementacja nadal wykazywała znaczący efekt w kontekście spadku odczucia zmęczenia.
Kolejnym parametrem poddanym analizie było odczucie obolałości mięśniowej 24, 48 oraz 72h po jednostce treningowej. 7 badań sprawdzających ten parametr wskazało, że suplementacja cytruliną wiąże się ze zmniejszeniem odczucia opóźnionej obolałości mięśniowej (DOMS) zarówno 24 jak i 48h po treningu, z czego największy efekt występował jeden dzień po interwencji. Nie zauważono różnic w przypadku dłuższego okresu czasu, czyli 72h po wykonanej jednostce treningowej. Są to niezwykle obiecujące dane, jako że istnieje szereg opracowań naukowych wskazujących, że obolałość mięśniowa nie jest wyznacznikiem efektywności treningu. Jest to następstwo, które powinniśmy minimalizować, jako że przyczynia się do zmniejszenia zdolności funkcjonalnych tkanki mięśniowej.
Z perspektywy treningu oporowego należy jednak sprostować kilka kwestii związanych z uzyskanymi w powyższej meta-analizie wynikami. Badania uwzględnione w przeglądzie dotyczyły zarówno kwestii suplementacji cytruliną w treningu oporowym, jak również w innych rodzajach aktywności fizycznej. Co więcej, skala postrzeganego wysiłku nie dotyczyła pojedynczych serii ćwiczeń, a całej jednostki treningowej. Najczęściej stosowaną była skala Borga (od 6 do 20), gdzie badani po wykonaniu pełnej jednostki mieli określić swoje odczucia z nią związane. Dokonano również analizy związanej z czasem suplementacji i mimo małych różnic, wydaje się, że stosowanie cytruliny na godzinę przed wysiłkiem jest najbardziej skuteczne.
OMEGA 3 – wsparcie procesów anabolicznych oraz kondycji całego organizmu
PODSUMOWANIE
Bazując na obecnych dowodach naukowych, suplementacja cytruliną przyczynia się do zwiększenia całkowitej ilości pracy na jednostce treningu oporowego, szczególnie gdy bazuje on na dużej ilości serii i powtórzeń. Taki rodzaj pracy mięśniowej wiąże się z istotnym gromadzeniem zmęczenia o charakterze obwodowym, zaś cytrulina ze względu na swój mechanizm działania, nasila utylizację gromadzących się metabolitów. Większa ilość powtórzeń przy jednakowej ilości powtórzeń w zapasie nie oznacza jednak większej stymulacji hipertroficznej. Cytrulina przesuwa próg związany z rekrutacją jednostek motorycznych, warunkowany zmęczeniem obwodowym (stresem metabolicznym). Oznacza to, że większą stymulację czysto ukierunkowaną na rozwój masy mięśniowej uzyskamy w momencie dodania większej ilości serii na daną partię mięśniową. To właśnie tutaj widnieje największy potencjał cytruliny. Jak wykazują wspomniane prace naukowe, cytrulina wiąże się z powstawaniem mniejszej ilości mikrouszkodzeń, warunkuje mniejszą obolałość mięśniową i mniejsze postrzeganie ciężkości wysiłku na skutek pełnej jednostki treningowej. Oznacza to, że jesteśmy w stanie tolerować większą ilość pracy nie tylko w kontekście samych powtórzeń w serii, ale i większej ilości serii poszczególnych ćwiczeń. Jest to więc suplement niezwykle przydatny w okresach akumulacji, gdzie głównym celem jest zwiększanie ilości serii na daną partię mięśniową.
BIBLIOGRAFIA:
[1] Meneguello M, Mendonca J, Lancha A Jr, Costa Rosa L. Effect of arginine, ornithine and citrulline supplementation upon performance and metabolism of trained rats. Cell Biochem Funct 21: 85–91, 2003.
[2] Wu G. Urea synthesis in enterocytes of developing pigs. Biochem J 312: 717–723, 1995.
[3] Wu G, Morris SM. Arginine metabolism: Nitric oxide and beyond. Biochem J 336: 1–17, 1998.
[4] Vanhoutte PM, Zhao Y, Xu A, Leung SW (2016) Thirty years of saying NO: sources, fate, actions, and misfortunes of the endothelium- derived vasodilator mediator. Circ Res 119(2):375–396
[5] Wax B, Kavazis AN, Luckett W (2016) Effects of supplemental citrul- line-malate ingestion on blood lactate, cardiovascular dynamics, and resistance exercise performance in trained males. J Diet Suppl 13(3):269–282
[6] Bendahan D, Mattei JP, Ghattas B, Confort-Gouny S, Le Guern ME, Cozzone PJ (2002) Citrulline/malate promotes aerobic energy production in human exercising muscle. Br J Sports Med 36(4):282–289.
[7] Gibala MJ, Young ME, Taegtmeyer H (2000) Anaplerosis of the citric acid cycle: role in energy metabolism of heart and skeletal muscle. Acta Physiol Scand 168(4):657–665
[8] Agudelo LZ, Ferreira DM, Dadvar S, Cervenka I, Ketscher L, Izadi M, Ruas JL (2019) Skeletal muscle PGC-1α1 reroutes kynurenine metabolism to increase energy efficiency and fatigue-resistance. Nat Commun 10(1):1–12
[9] Courtney CA, Aoyagi K, Fernández-de-Las-Peñas C, Madeleine P. BILATERAL SENSORY DEFICITS AND WIDESPREAD HYPERALGESIA OCCUR FOLLOWING INDUCED DELAYED ONSET MUSCLE SORENESS OF THE QUADRICEPS.
[10] El-Bassossy HM, El-Fawal R, Fahmy A. Arginase inhibition alle- viates hypertension associated with diabetes: Effect on endothelial dependent relaxation and NO production. Vasc Pharmacol 57: 194–200, 2012.
[12] Glenn JM, Gray M, Jensen A, Stone MS, Vincenzo JL. Acute citrulline-malate supplementation improves maximal strength and anaerobic power in female, masters athletes tennis players. Eur J Sport Sci. 2016;16(8):1095–103.
[13] Glenn JM, Gray M, Wethington LN, Stone MS, Stewart RW Jr, Moyen NE. Acute citrulline malate supplementation improves upper- and lower-body submaximal weightlifting exercise performance in resistance-trained females. Eur J Nutr. 2017;56(2):775–84.
[14] Perez-Guisado J, Jakeman PM. Citrulline malate enhances athletic anaerobic performance and relieves muscle soreness. J Strength Cond Res. 2010;24(5):1215–22.
[15] Bloomer RJ, Farney TM, Trepanowski JF, McCarthy CG, Canale RE, Schilling BK. Comparison of pre-workout nitric oxide stimu- lating dietary supplements on skeletal muscle oxygen saturation, blood nitrate/nitrite, lipid peroxidation, and upper body exercise performance in resistance trained men. J Int Soc Sports Nutr. 2010;7:16.
